ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΚΑΛΑΜΑΤΑΣ

Transcript

1 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΚΑΛΑΜΑΤΑΣ ΣΧΟΛΙΚΟ ΕΤΟΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΤΜΗΜΑ: Α2/2 ΘΕΜΑ:ΑΝΕΜΟΜΥΛΟΣ ΜΑΘΗΤΗΣ: ΚΟΚΩΝΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΣ: ΑΝΑΣΤΑΣΙΑ ΧΑΤΖΗ

2 1. ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα ατομική εργασία πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια του μαθήματος της τεχνολογίας Α Γυμνασίου και σχετίζεται με την κατασκευή ενός έργου (σε μικρογραφία) το οποίο συμβάλλει στην προστασία του περιβάλλοντος. Η εργασία αυτή πραγματεύεται την κατασκευή ενός πολύ μικρού ανεμόμυλου (μικρογραφία πραγματικού ανεμόμυλου), έχει τίτλο «ΑΝΕΜΟΜΥΛΟΣ» και εντάσσεται στη γενική τεχνολογική ενότητα «ΕΝΕΡΓΕΙΑ». Ένας λόγος που επέλεξα το θέμα αυτό είναι ότι ο ανεμόμυλος είναι η μία μονάδα παραγωγής ενέργειας η οποία αξιοποιεί την ενέργεια του ανέμου και δεν μολύνει το περιβάλλον σε αντίθεση με τις μονάδες εκείνες που λειτουργούν με την καύση πετρελαίου ή άνθρακα, δηλαδή είναι μια μονάδα παραγωγής ενέργειας φιλικής προς το περιβάλλον. Ένας άλλος παράγοντας που έπαιξε ρόλο στην επιλογή μου αυτή είναι ότι μπορεί να φτιαχτεί ένα όμορφο έργο, ένας ανεμόμυλος, με απλά υλικά, π.χ.χαρτόνι, ξύλο κόντρα πλακέ, κόλλες, χρώματα και φτερωτή από παλιό παιδικό ανεμιστήρα, τα οποίαέχουν χαμηλό κόστος και εύκολα βρίσκονται στο ελεύθερο εμπόριο. Αλλά ο σημαντικότερος λόγος που διάλεξα αυτή την κατασκευή έχει να κάνει με την παιδική περιέργεια και την επιθυμία να ζητώ πληροφορίες για κάθε τι που βλέπω στο φυσικό περιβάλλον και με εντυπωσιάζει. Κάθε χρόνο που πηγαίνω διακοπές στην Κεφαλονιά με εντυπωσιάζουν αυτές οι παλιές κατασκευές, που παρήγαγαν ενέργεια και γύριζαν με την βοήθεια του αέρα. Πάντα ήθελα να μάθω πωςλειτουργούσαν και σε τι μας χρησίμευαν. Η κατασκευή ενός ανεμόμυλου ήταν μια από τις επιθυμίες μου που τώρα γίνεται πραγματικότητα. 2

3 2.ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Σελίδα 1. Πρόλογος Περιεχόμενα Ανάλυση Τεχνολογικής Ενότητας Περιγραφή του Ανεμόμυλου Τεχνικά σχέδια του Έργου Διαδικασία που ακολουθήθηκε Ιστορική Εξέλιξη του Ανεμόμυλου Επιστημονικά στοιχεία και θεωρίες που σχετίζονται με τον Ανεμόμυλο Αρχές λειτουργίας Επιδράσεις στον άνθρωπο και την κοινωνία Κατάλογος υλικών και εργαλείων Κόστος κατασκευής Βιβλιογραφία

4 3. ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΕΝΟΤΗΤΑΣ Όπως ήδη ανέφερα στον πρόλογο, η παρούσα ατομική εργασία σχετίζεται με τη γενική τεχνολογική ενότητα «ΕΝΕΡΓΕΙΑ». Ενέργεια ονομάζεται η ικανότητα παραγωγής έργου. Η ενέργεια περικλείεται ή εμπεριέχεται, αποθηκεύεται, εκπέμπεται, μεταβιβάζεται, απορροφάται, μετατρέπεται, διατηρείται, υποβαθμίζεται, ρέει. Οτιδήποτε κινείται ή προκαλεί κίνηση διαθέτει ενέργεια, ο ήλιος ακτινοβολεί την ενέργειά του, όταν καίμε ξύλα στο τζάκι απελευθερώνεται ενέργεια που τη νιώθουμε σα ζέστη, οι πυλώνες της ΔΕΗ μεταφέρουν ηλεκτρική ενέργεια. Την ενέργεια δεν μπορούμε πάντοτε να την παρατηρήσουμε. Αντίθετα, αισθανόμαστε πάντα την επίδρασή της. Η ενέργεια υπάρχει παντού και για το λόγο αυτό είναι πολύτιμη. Η ενέργεια στη φύση αλλάζει διαρκώς μορφή. Κάποιες φορές τα αποτελέσματα των αλλαγών αυτών είναι ενεργητικά όπως στον άνεμο, στην ανάπτυξη των φυτών και των ζώων. Κάποιες φορές τα αποτελέσματα είναι καταστροφικά όπως στους σεισμούς και στους τυφώνες. Αυτό που κάνουμε οι άνθρωποι είναι να χρησιμοποιούμε την ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στη φύση ή που αποθηκεύουμε εμείς μετατρέποντάς την σε μορφές που μας είναι χρήσιμες κάθε φορά. Αυτές οι «αποθήκες» ονομάζονται και πηγές ενέργειας. Οι κυριότερες πηγές ενέργειας είναι: ο ήλιος, τα τρόφιμα, οι ορυκτοί άνθρακες, το πετρέλαιο, το φυσικό αέριο, η αιολική ενέργεια, το νερό, η βιομάζα, οι γεωθερμικές πηγές και η πυρηνική ενέργεια. Χρήσιμη είναι μια πηγή ενέργειας όταν: είναι άφθονη και η πρόσβαση στην ενεργειακή πηγή είναι εύκολη μετατρέπεται χωρίς δυσκολία σε μορφή που μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τα σύγχρονα μηχανήματα μεταφέρεται εύκολα αποθηκεύεται εύκολα. Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας ονομάζονται οι πηγές ενέργειας που ανανεώνονται από τη φύση με πολύ γρήγορο ρυθμό οπότε και τα αποθέματά τους είναι ανεξάντλητα. Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι ο ήλος, το νερό που πέφτει από ύψος, ο άνεμος, η γεωθερμία, η βιομάζα και τα κύματα της θάλασσας. Μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας ονομάζονται οι πηγές ενέργειας που για να δημιουργηθούν χρειάστηκαν εκατομμύρια χρόνια και ειδικές συνθήκες, οπότε είναι πρακτικά δύσκολο να ανανεωθούν, και επομένως τα αποθέματά τους εξαντλούνται. Μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι το πετρέλαιο, το φυσικό αέριο και οι ορυκτοί άνθρακες. Οι κυριότερες μορφές ενέργειας, τις οποίες χρησιμοποιεί ο άνθρωπος στις διάφορες δραστηριότητές του, είναι οι παρακάτω: Η θερμική ενέργεια η οποία εκδηλώνεται με την καύση στερεών ή υγρών ή αέριων καυσίμων. 4

5 Η ηλεκτρική ενέργεια η οποία χρησιμοποιείται ευρέως από τον άνθρωπο. Η χημική ενέργεια η οποία είναι αποθηκευμένη μέσα σε χημικές ενώσεις και μέσα στα τρόφιμα και αποδίδεται συνήθως ως θερμική ενέργεια. Η ηλιακή ενέργεια (θερμική και φωτεινή ενέργεια) η οποία προέρχεται από τον ήλιο. Η αιολική ενέργεια η οποία είναι αποτέλεσμα της κίνησης του αέρα, δηλαδή των ανέμων. Η πυρηνική ενέργεια η οποία είναι αποθηκευμένη μέσα στους πυρήνες των ατόμων. Πώς είναι εσωτερικά; 4. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΑΝΕΜΟΜΥΛΟΥ Εσωτερικά οι ανεμόμυλοι έχουν δύο πατώματα. Απ την πόρτα του μύλου μπαίνουμε στο χώρο που άφηναν τα σακιά με το σιτάρι και το κριθάρι. Οι δύο αυτοί χώροι (πάνω και κάτω) επικοινωνούσαν με μια μικρή (στενή) σκάλα, που την έφτιαχναν έτσι, γιατί δεν είχαν χώρο να φτιάξουν μεγαλύτερη. Οι μυλόπετρες (δύο στρογγυλές πέτρες) βρίσκονται στον πάνω χώρο (κάτω από τη σκεπή) και εκεί άλεθαν. Τις μυλόπετρες συνήθως τις έφερναν από τη Σαντορίνη. Για να καταλάβουμε πως γυρνούσαν οι μυλόπετρες πρέπει να μπούμε μέσα και να δούμε πώς τα πανιά που γυρνούσαν στο ρυθμό του ανέμου συνδέονταν με τις μυλόπετρες και τις έκαναν να γυρίζουν. Οι ανεμόμυλοι είναι ίσως από τα πιο πρώιμα παραδείγματα βιομηχανικών κτιρίων. Η διαφοροποίηση του ανεμόμυλου έναντι των άλλων βιομηχανικών κτιρίων έγκειται στο ότι κέλυφος και μηχανή αποτελούν μια αδιάσπαστη ενότητα. Αυτή η ιδιαιτερότητα δε συναντάται σε κανένα άλλο είδος βιομηχανικού κτιρίου. Οι παράγοντες που επηρέαζαν το μυλωνά πού θα έκτιζε το μύλο του μύλο του ήταν τρεις: Ο πρώτος και σημαντικότερος οφειλόταν στον άνεμο. Στην τοποθεσία που θα κτιζόταν ο μύλος θα έπρεπε να πνέουν δυνατοί βοριάδες.οι βοριάδες είναι άνεμοι πιο σταθεροί από τους νοτιάδες που αλλάζουν συνεχώς ένταση και διεύθυνση. Ο δεύτερος παράγοντας οφειλόταν στην απόσταση του μύλου από την κατοικημένη περιοχή. Αφού εξασφαλίζονταν αυτοί οι δύο παράγοντες ο μυλωνάς προσπαθούσε να διασφαλίσει την ιδιοκτησία του οικοπέδου που είχε διαλέξει. Κοντά σε κάθε μύλο και σε αρκετή ακτίνα γύρω απαγορευόταν η οικοδόμηση γιατί έτσι παρεμποδιζόταν η ομαλή λειτουργία του. Το ανεμπόδιστο του αέρα από όλα τα μέρη μνημονεύεται ρητά στις αγοραπωλησίες των ανεμόμυλων. Το συνηθέστερο είδος είναι ο ανεμόμυλος με περιστρεφόμενη φτερωτή και ονομάζεται «ξετροχάρης» ή κοινώς «πυργόμυλος». 5

6 Εξωτερική Μορφή Η εξωτερική μορφή είναι περίπου η ίδια (κυλινδρική) σε όλα τα κτίσματα ανεμόμυλων. Διαφοροποίηση υπάρχει σε μικρά μορφολογικά στοιχεία που αποτελούν έκφραση των τεχνιτών που τους κατασκεύασαν καθώς και στα διαφορετικά υλικά που είχαν στη διάθεσή τους και χρησιμοποίησαν σε κάθε νησί ξεχωριστά.τα πτερύγιά τους ήταν πάνινα, 5-15 μέτρα σε μήκος και πλάτος το 1/5 του μήκους τους. Λειτουργία μηχανισμού του πυργόμυλου Το εσωτερικό του μύλου χωρίζεται σε δύο στάθμες: το κατώι, που λειτουργεί ως αποθηκευτικός χώρος του σταριού και το ανώι που γίνονταν όλες οι λειτουργίες αλέσεως του μύλου. Το άλεσμα γίνεται από τις μυλόπετρες. Η κάτω μυλόπετρα ή καταριά είναι σταθερή ενώ η πάνω ή παναριά περιστρέφεται. Η μετάδοση της κίνησης στην παναριά γίνεται από ένα κατακόρυφο άξονα, το βασιλικό, που το κάτω μέρος του στηρίζεται στο πατάρι του μύλου και ανεβοκατεβαίνει με μια μανιβέλα ανάλογα με το πόσο ψιλό αλεύρι θέλει ο μυλωνάς.στο πάνω μέρος του, το βασιλικό στηρίζεται σε ένα οριζόντιο ξύλο, το ζυγό. Ο κατακόρυφος άξονας έχει ενσωματωμένο ένα ξύλινο κυλινδρικό γρανάζι με 12 (τις περισσότερες φορές) δόντια, που λέγεται φανάρι ή ανέμη. Κάθετα στον κατακόρυφο άξονα βρίσκεται ένας οριζόντιος, το αξόνι. Ένα ξύλινο γρανάζι, η ρόδα, είναι προσαρμοσμένο κάθετα στο αξόνι και περιστρέφεται μαζί με αυτό. Η ρόδα έχει διάμετρο 2μ. και συμπλέκεται με το φανάρι. Το αξόνι πατά πάνω σε δύο κατάλληλα διαμορφωμένες υποδοχές, τα μαξιλάρια. Στην άκρη του αξονίου υπάρχει η φτερωτή που αποτελείται από10-12 ξύλινα δοκαράκια ακτινωτά τοποθετημένα και κάθετα στον άξονα, που έχουν τριγωνικά πανιά από καραβόπανο καρφωμένα απάνω τους. Η φτερωτή λαμβάνει την ανεμοπίεση και περιστρέφεται έτσι το αξόνι. Το αξόνι μεταδίδει πολλαπλασιαστικά την κίνηση στο βασιλικό (η ρόδα έχει 60 δόντια κι η ανέμη 12) και το βασιλικό περιστρέφει την πανάρια. Στον κοινό πυργόμυλο όλο το σύστημα που περιγράψαμε περιστέφεται ώστε το αξόνι να είναι πάντα παράλληλο με τη διεύθυνση του ανέμου. Αυτή η περιστροφή γίνεται ως εξής: Το αξόνι πατά στα μαξιλάρια τα οποία στηρίζονται σ ένα ξύλινο στεφάνι. Το στεφάνι περιστρέφεται στην πάνω επιφάνεια του τοίχου που είναι κατάλληλα διαμορφωμένη από μια κυκλική ξύλινη αμετακίνητη τροχιά. Η περιστροφή του κινητού στεφανιού γίνεται εύκολα με ένα λοστό που σχηματίζει μοχλό πρώτου είδους. Πάνω από τις μυλόπετρες υπάρχει κρεμασμένο από τη σκεπή ένα ξύλινο κιβώτιο σε κυκλικό σχήμα, η κοφινίδα. Ο καρπός αδειάζει από την κοφινίδα στο άνοιγμα στο κέντρο της παναριάς και απλώνεται ανάμεσα στις μυλόπετρες και γίνεται αλεύρι. Αυτή ήταν σε συντομία η πολύ ενδιαφέρουσα λειτουργία του μύλου. 6

7 Εσωτερικό Ανεμόμυλου, κεντρικός άξονας ατέρμονας κοχλίαςκαι γρανάζι, όλα από ξύλο Αυτοματισμός: Όσο πιο γρήγορα γυρίζει τόσο πιο πολύ στάρι πέφτει 7

8 Φτερωτή με άψογη γεωμετρία Ανεμόμυλος σε πλήρη λειτουργία 8

9 5. ΤΕΧΝΙΚΑ ΣΧΕΔΙΑ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ α. Κλίμακα του έργου Κατασκευή μοντέλου ενός ανεμόμυλου (κλίμακα).π=20m (2000cm) Επιθυμητό μήκος μοντέλου 40cm 2000cm/40cm=50cm Άρα θα χρησιμοποιήσουμε κλίμακα 1:50 Η φτερωτή του ανεμόμυλου έχει διάμετρο 10m (Π=1000cm), δηλαδή στο σχέδιο θα έχει διάμετρο 1000cm/50cm=20cm Οι διαστάσεις του ανεμόμυλου που θα κατασκευαστεί είναι: Το ύψος του πύργου θα είναι 40cm. Η διάμετρος της φτερωτής θα είναι 20cm. 9

10 β. Όψεις του Έργου 1. Πρόσοψη 2. Πλάγια όψη Σχήμα (α) Σχήμα (β) 3.Κάτοψη Στα σχήματα (α), (β) και (γ) παρουσιάζονται οι τρεις όψεις του ανεμόμυλου: η πρόσοψη, η πλάγια όψη και η κάτοψη Σχήμα (γ) 10

11 6.ΔΙΑΔΙΑΚΑΣΙΑ ΠΟΥ ΑΚΟΛΟΥΘΗΘΗΚΕ α. Διαγραμματική Απεικόνιση της Διαδικασίας 11

12 β. Περιγραφή της Κατασκευής Ο συγκεκριμένος ανεμόμυλος, κατασκευάστηκε πάνω σε μία ξύλινη βάση στην οποία τοποθετήθηκαν σιγά σιγά όλα τα τμήματα του ανεμόμυλου, τα οποία είναι η στέγη, ο κύλινδρος και η φτερωτή. Η στέγη Η στέγη φτιάχτηκε από σκληρό χαρτόνι το οποίο στη συνέχεια βάφτηκε με κόκκινο χρώμα ώστε να απεικονίζει μία κεραμιδοσκεπή. Ο κύλινδρος Ο κύλινδρος φτιάχτηκε από σκληρό χαρτόνι το οποίο στη συνέχεια βάφτηκε σε απόχρωση του καφέ και του γκρι ώστε να αναπαριστά ένα πέτρινο μύλο ενώ σχεδιάστηκαν η πόρτα και τα παράθυρα για όσο το δυνατόν καλύτερη απεικόνιση. Η φτερωτή Η φτερωτή πάρθηκε από ένα παλιό παιδικό ανεμόμυλο και τοποθετήθηκε στο μπροστινό μέρος του κυλίνδρου. Ο χώρος γύρω από τον ανεμόμυλο διαμορφώθηκε ώστε να θυμίζει την αυλή ενός παραδοσιακού ανεμόμυλου. Επίσης δόθηκε σημασία ώστε να φανούν μέσα από τη μακέτα οι κατά καιρούς χρήσεις του ανεμόμυλου. 7. ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΟΥ ΑΝΕΜΟΜΥΛΟΥ Η αιολική ενέργεια είναι μια από τις παλαιότερες μορφές φυσικής ενέργειας που αξιοποιήθηκε από πολύ νωρίς και έπαιξε αποφασιστικό ρόλο στην εξέλιξη της ανθρωπότητας. Η σημασία της ενέργειας του ανέμου φαίνεται στην Ελληνική Μυθολογία όπου ο Αίολος διορίζεται από τους Θεούς του Ολύμπου ως ο «Ταμίας τωνανέμων». Ο άνθρωπος χρησιμοποίησε για πρώτη φορά την αιολική ενέργεια στα ιστιοφόρα πλοία, γεγονός που συνέβαλε αποφασιστικά στην ανάπτυξη της ναυτιλίας,στην προώθηση του εμπορίου και στην οικονομική ευημερία των παραθαλάσσιων λαών. Μια άλλη εφαρμογή της αιολικής ενέργειας είναι και οι ανεμόμυλοι οι οποίοι αντικατέστησαν τη μυϊκή δύναμη των ανθρώπων και των ζώων. Ο ανεμόμυλος είναι μια διάταξη που χρησιμοποιεί ως κινητήρια δύναμη την κινητική ενέργεια του ανέμου (αιολική ενέργεια). Χρησιμοποιείται για την άλεση σιτηρών και την άντληση νερού. Ο πρώτος ανεμόμυλος σχεδιάστηκε από τον Ήρωνα τον 1o μ.χ. αιώνα. Ήταν οριζόντιου άξονα περιστροφής και είχε τέσσερα πτερύγια. Φαίνεται ότι οι αρχαίοι λαοί της Ανατολής χρησιμοποιούσαν ανεμόμυλους, αν και η πρώτη αναφορά σε ανεμόμυλο (ένα περσικό συγκρότημα ανεμόμυλων του 644μ.Χ.) εμφανίζεται σε έργα Αράβων συγγραφέων του 9ου μ.χ. αιώνα. Αυτό το συγκρότημα των ανεμόμυλων βρισκόταν στο Σειστάν, στα σύνορα της Περσίας και Αφγανιστάν και ήταν «οριζοντίου τύπου» δηλαδή με ιστία (φτερά) τοποθετημένα ακτινικά σε έναν «κατακόρυφο άξονα». Ο άξονας αυτός στηριζόταν σε ένα μόνιμο κτίσμα με ανοίγματα σε αντιδιαμετρικά σημεία για την είσοδο και την έξοδο του αέρα.κάθε μύλος έδινε απευθείας κίνηση σε ένα 12

13 μόνο ζεύγος μυλόπετρες. Οι πρώτοι μύλοι είχαν τα ιστία κάτω από τις μυλόπετρες, όπως δηλαδή συμβαίνει και στους οριζόντιους νερόμυλους από τους οποίους φαίνεται ότι προέρχονταν. Σε μερικούς από τους μύλους που σώζονται σήμερα τα ιστία τοποθετούνται πάνω από τις μυλόπετρες. Τον 13ο αιώνα οι μύλοι αυτού του τύπου ήταν γνωστοί στην Βόρεια Κίνα, όπου μέχρι και τον 16ο αιώνα τους χρησιμοποιούσαν για εξάτμιση του θαλασσινού νερού στην παραγωγή αλατιού. Τον τύπο αυτό του μύλου χρησιμοποιούσαν επίσης στην Κριμαία, στις περισσότερες χώρες της Δυτικής Ευρώπης και στις Η.Π.Α., μόνο που λίγοι από αυτούς διασώζονται σήμερα. Η τεχνολογία των ανεμόμυλων ήρθε στην Ευρώπη από τους Άραβες τον 12 ο αιώνα μ.χ. Χρησιμοποιήθηκε ο τύπος του κατακόρυφου ρωμαϊκού υδραυλικού τροχού, με τη διαφορά ότι ο ανεμόμυλος είχε στη θέση του τροχού κατακόρυφα φτερά που μετέδιδαν την κίνηση στις μυλόπετρες με ένα ζεύγος οδοντωτών τροχών.οι πρώτοι τέτοιοι περιστρεφόμενοι μύλοι εμφανίστηκαν στη Γαλλία το 1180, στηναγγλία το 1191 και στη Συρία την εποχή των Σταυροφόρων (1190). Στις αρχές του 14ου αιώνα αναπτύχθηκε στη Γαλλία ο ανεμόμυλος σε σχήμα πύργου. Σε αυτόν τον τύπο ανεμόμυλου οι μυλόπετρες και οι οδοντωτοί τροχοί ήταν τοποθετημένοι σε ένα σταθερό πύργο με κινητή οροφή ή κάλυμμα, στην οποία στηρίζονταν τα ιστία και η οποία μπορούσε να στραφεί επάνω σε ειδική τροχιά, στην κορυφή του πύργου. Ο «περιστρεφόμενος ανεμόμυλος με κοίλο εσωτερικά άξονα» επινοήθηκε στις Κάτω Χώρες στις αρχές του 15ου αιώνα. Διέθετε έναν κατακόρυφο άξονα με γρανάζια στα δύο του άκρα ο οποίος περνούσε μέσα από τον κοίλο άξονα και κινούσε ένα τροχό με περιφερειακά διαταγμένα σκαφίδια που μετέφερε το νερό σε υψηλότερη στάθμη. Το 17ο αιώνα η «τεχνολογία» των ανεμόμυλων μεταφέρεται στην Αμερική όπου οι ανεμόμυλοι χρησιμοποιήθηκαν κυρίως για άντληση νερού. Στην Ελλάδα (ειδικότερα στο Αιγαίο) η χρήση ανεμόμυλων χρονολογείται από το 13ο αιώνα. Το 1960 υπήρχαν ανεμόμυλοι στο Οροπέδιο Λασιθίου, 2500 στην υπόλοιπη Κρήτη, και 600 στη Ρόδο. Οι ανεμόμυλοι του Οροπεδίου του Λασιθίου ήταν μονόπαντοι (είχαν σταθερό προσανατολισμό), τα πτερύγια ήταν κατασκευασμένα από πανί και τους χρησιμοποιούσαν για την άλεση δημητριακών και την άντληση νερού. Από τις αρχές του 19ου αιώνα άρχισε σταδιακά να περιορίζεται η χρήση των ανεμόμυλων εξ αιτίας της ανακάλυψης της ατμομηχανής. Η οριστική τους εκτόπιση άρχισε μετά τον Α Παγκόσμιο Πόλεμο παράλληλα με την ανάπτυξη των κινητήρων εσωτερικής καύσης και τη διάδοση του ηλεκτρισμού. Η αιολική ενέργεια δε, εθεωρείτο σημαντική μέχρι τη δεκαετία του 70 όταν ο άνθρωπος συνειδητοποίησε το ενεργειακό και περιβαλλοντικό πρόβλημα του πλανήτη μας. Έτσι μετά την πρώτη πετρελαϊκή κρίση (1973) οι προσπάθειες ξανάρχισαν και στηρίχθηκαν κατά μεγάλο μέρος στη σύγχρονη αεροδιαστημική τεχνολογία. 13

14 Ο ανεμόμυλος του Ήρωνα. Σχηματική αναπαράσταση Αντίγραφο Περσικού Μύλου Αμερικανικός Ανεμόμυλος 14

15 Ανεμόμυλος στο Φηροστεφάνι, Σαντορίνη Ανεμόμυλος στην Ύδρα 15

16 Ανεμόμυλος στην Παροικία Πάρου Ανεμόμυλος του Οροπεδίου του Λασιθίου 16

17 Πέτρινος Μεσογειακός Πυργόμυλος στην Μύκονο Αγγλικός Ανεμόμυλος Ολλανδικός Ανεμόμυλος 17

18 8. ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΑΙ ΘΕΩΡΙΕΣ ΠΟΥ ΣΧΕΤΙΖΟΝΤΑΙ ΜΕ ΤΟΝ ΑΝΕΜΟΜΥΛΟ Η αιολική ενέργεια αποτελεί μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, που σημαίνει ότι δεν εξαντλείται, σε αντίθεση με την ενέργεια από συμβατικά καύσιμα. Είναι μια καθαρή μορφή και ήπια προς το περιβάλλον ενέργεια, που η χρήση της δεν επιβαρύνει τα οικοσυστήματα των περιοχών εγκατάστασης και παράλληλα αντικαθιστά ιδιαίτερα ρυπογόνες πηγές ενέργειας, όπως το κάρβουνο, το πετρέλαιο και την πυρηνική ενέργεια. Για τη χώρα μας ισχύουν ειδικά και τα παρακάτω πλεονεκτήματα: Διαθέτουμε πολύ υψηλό αιολικό δυναμικό, ενδεικτικά στα νησιά του Αρχιπελάγους εμφανίζονται άνεμοι σημαντικής ταχύτητας και διάρκειας σχεδόν ολόκληρο το έτος. Απεριόριστες δυνατότητες σύστασης αιολικών εγκαταστάσεων παραγωγής ενέργειας σε μια αγορά με σημαντικό αριθμό αναξιοποίητων θέσεων εγκατάστασης. Απεξάρτηση της χώρας μας από τα εισαγόμενα καύσιμα, τα οποία οδηγούν αφ ενός σε συναλλαγματική αιμορραγία τη χώρα μας, αφετέρου σε εξάρτηση της από χώρες εκτός Ευρωπαϊκής Ένωσης. Η υψηλή σεισμικότητα της χώρας μας εγκυμονεί κινδύνους για τις θερμοηλεκτρικές και κυρίως τις πυρηνικές εγκαταστάσεις, με αποτέλεσμα να θεωρείται προβληματική στο άμεσο μέλλον η κατασκευή πυρηνικών μονάδων στη χώρα μας. Η σημαντική διασπορά και ανομοιομορφία του κόστους παραγωγής της ηλεκτρικής ενέργειας στα διάφορα τμήματα της χώρας μας. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ότι ακόμα και σε περίπτωση που η μέση τιμή διάθεσης της ηλεκτρικής ενέργειας στη χώρα μας θα είναι ελαφρώς κατώτερη του οριακού κόστους της παραγόμενης αιολικής KWh, σε αρκετά νησιά της χώρας μας το κόστος παραγωγής της ηλεκτρικής ενέργειας είναι πολλαπλάσιο, ενίοτε και υπερδεκαπλάσιο, του οριακού κόστους παραγωγής της Δ.Ε.Η. Η δυνατότητα τόνωσης της ελληνικής κατασκευαστικής δραστηριότητας με προϊόντα υψηλής Εγχώριας Προστιθέμενης Αξίας (Ε.Π.Α.) και συγκριτικά χαμηλού επενδυτικού κόστους, όπως θα μπορούσε να αποτελέσει η απόφαση συμπαραγωγής ανεμογεννητριών στην χώρα μας, συνεισφέροντας ταυτόχρονα και στη μείωση της ανεργίας. Η υψηλή Ε.Π.Α. η οποία συνοδεύει την απόφαση εγχώριας παραγωγής ανεμογεννητριών. Η εκτιμούμενη Ε.Π.Α. μπορεί να φθάσει και να υπερβεί με τη σταδιακή απόκτηση εμπειρίας και στο 90% του συνολικού κόστους μιας ανεμογεννήτριας, ενισχύοντας ταυτόχρονα την εθνική οικονομία. Η αξιόλογη εγχώρια ήλεκτρο-μηχανολογική εμπειρία, καθώς και τα το σημαντικό επιστημονικό-ερευνητικό ενδιαφέρον και δραστηριότητα στη γνωστική περιοχή της αιολικής ενέργειας. 18

19 9.ΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΤΟΥ ΑΝΕΜΟΜΥΛΟΥ ΣΤΟΝ ΑΝΘΡΩΠΟ ΚΑΙ ΣΤΗΝ ΚΟΙΝΩΝΙΑ Οι ανεμόμυλοι σύμφωνα με την χρήση που είχαν τα παλιά χρόνια, δηλαδή την άλεση του σίτου, την άντληση του ύδατος, θα λέγαμε ότι δεν είχαν καμία επίπτωση στο περιβάλλον. Στις μέρες μας όμως που ανεμογεννήτριες, που θεωρούνται εξελιγμένοι ανεμόμυλοι, χρησιμοποιούνται στην παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος, θα λέγαμε ότι επιδρούν θετικά στο περιβάλλον δίνοντας λύση στο πρόβλημα της ηλεκτροπαραγωγής. Το «καύσιμο» είναι άφθονο, αποκεντρωμένο και δωρεάν. Δεν εκλύονται «αέρια θερμοκηπίου» και άλλοι ρύποι και οι επιπτώσεις στο περιβάλλον είναι μικρές σε σύγκριση με τα εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής από συμβατικά καύσιμα. Οι κατά καιρούς χρήσεις του ανεμόμυλου επικεντρώνονται στα παρακάτω: Άλεση των σιτηρών Είναι γνωστό ότι από τα αρχαία χρόνια έως και την πρωτοβιομηχανική εποχή, τα δημητριακά αποτέλεσαν τη βάση της διατροφής των νησιωτικών κοινωνιών. Τα νησιά, όμως, δεν υπήρξαν ποτέ αυτάρκη στην παραγωγή τους και έτσι πάντοτε γινόταν εισαγωγή, ιδίως κριθαριού. Για το άλεσμα των δημητριακών χτίστηκαν οι ανεμόμυλοι, μια και η περιοχή είχε τους κατάλληλους ανέμους για περισσότερες από 310 μέρες το χρόνο, ενώ στα περισσότερα νησιά το νερό ήταν λιγοστό για να λειτουργήσουν νερόμυλοι. Επιπλέον, στο κέντρο του Αιγαίου, στο Ρέμα της Μήλου υπήρχε εξαιρετικής ποιότητας μυλόπετρα. Έτσι στα τέλη του 19 ου αιώνα συναντούμε στις Κυκλάδες τη μεγαλύτερη πυκνότητα αλεστικών ανεμόμυλων τόσο ανά τετραγωνικό χιλιόμετρο (1 ανά 4 τετρ. χλμ), όσο και ανά αριθμό κατοίκων (1 ανά 190 κατοίκους). Αποξήρανση εδαφών Η χρήση των ανεμόμυλων για την αποξήρανση εκτάσεων άρχισε στην Ολλανδία πριν από αιώνες, όταν οι Ολλανδοί άρχισαν επεκτείνουν τις εδαφικές εκτάσεις που προσφέρονταν για καλλιέργεια. Αρχή χρησιμοποιήθηκε ο τροχός με σκαφίδια. Αυτός ήταν μάλλον όμοιος στην εμφάνιση με ένα συμβατικό νερότροχο, όμως τα πτερύγια του σήκωναν το νερό και δεν γύριζαν τον τροχό. Σκαφιδωτοί τροχοί χρησιμοποιήθηκαν για αποξήρανση σε μεγάλη κλίμακα στην Αγγλία και ανεμόμυλοι έγιναν ένα χαρακτηριστικό στοιχείο υπαίθρου γύρω από το NorfolkBroads κατά τη διάρκεια του 19 ου αιώνα και στις αρχές του 20 ου αιώνα. Οι σκαφιδωτοί τροχοί μπορούσαν να σηκώσουν το νερό κατά 1ως 1.5 μέτρα και στην Ολλανδία τοποθετούνταν αρκετοί στην σειρά, όταν απαιτούνταν ψηλότερο ανέβασμα νερού. 19

20 Αντλίες ανεμόμυλων Ο ανεμόμυλος που χρησιμοποιούνταν για την παροχή νερού στις κατοικίες μερικές φορές ονομαζόταν ανεμομηχανή, για να ξεχωρίζει από το συμβατικό ανεμόμυλο. Μερικοί χρησιμοποιήθηκαν για παροχή νερού από ποταμούς, λίμνες και τεχνητές λίμνες, σε αγροκτήματα αλλά πολύ λίγοι από αυτούς υπάρχουν σήμερα. Σε μερικά μέρη όμως, όπως στις περισσότερο αραιοκατοικημένες περιοχές των Η.Π.Α., της Αυστραλίας και της Νότιας Αφρικής, υπάρχουν ακόμα εγκατεστημένες πολλές χιλιάδες από ανεμόμυλους-αντλίες. Σε ξηρές χώρες, όπου η επιφάνεια του νερού είναι περίπου 100 ως μέτρα κάτω από την επιφάνεια του εδάφους, δημιουργείται μια τρύπα γεωτρήσεως με έναν ανεμόμυλο στην κορυφή και έναν κύλινδρο παλμικής αντλίας στο κάτω μέρος. Αυτό εξασφαλίζει νερό σε μια δεξαμενή για παροχή σε κατοικίες ή σαν απόθεμα νερού. Παραγωγή ηλεκτρισμού Ο πρώτος ανεμόμυλος για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας κατασκευάστηκε στο Cleveland του Οχάιο το 1888 και είχε ισχύ 12 KW. Προς το παρόν μπορούμε να πούμε, ότι οι προσπάθειες για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από τη δύναμη του ανέμου έχουν πετύχει μόνο σε μικρές κλίμακες. Όμως, καθώς οι κυβερνήσεις όλων των χωρών της γής ψάχνουν για πηγές ενέργειας ως εναλλακτικές λύσεις στα καύσιμα όπως πετρέλαιο, ο άνθρακας κ.λ.π. ή στην ατομική ενέργεια, οι άνθρωποι έχουν στραφεί προς τη δημιουργία αιολικών πάρκων με τη χρήση των ανεμογεννητριών για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Τα γενικότερα οφέλη που προκύπτουν από τη χρήση των ανεμογεννητριώνείναι; Η ενίσχυση της ενεργειακής ανεξαρτησίας και της ασφάλειας κάτι ιδιαίτερα σημαντικό για τη χώρα μας και την Ευρώπη γενικότερα. Ο άνεμος είναι μια ανεξάντλητη πηγή ενέργειας, η οποία μάλιστα παρέχεται δωρεάν. Η Αιολική ενέργεια είναι μια ενεργειακή επιλογή τεχνολογικά ώριμη, οικονομικά ανταγωνιστική και φιλική προς το περιβάλλον. Προστατεύει τη Γη, καθώς ο ηλεκτρισμός που παράγεται από τον άνεμο αντικαθιστά τον ηλεκτρισμό που παράγεται από τους συμβατικούς σταθμούς οι οποίοι ρυπαίνουν την ατμόσφαιρα με αέρια του θερμοκηπίου. Δεν επιβαρύνει το τοπικό περιβάλλον με επικίνδυνους αέριους ρύπους, μονοξείδιο του άνθρακα, διοξείδιο του θείου, καρκινογόνα μικροσωματίδια κ.α., όπως γίνεται με τους συμβατικούς σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Ένα Αιολικό Πάρκο με εγκατεστημένη συνολική ισχύ 35 ΜW αναμένεται να υποκαταστήσει τόνους πετρελαίου ετησίως, ενώ η αποφυγή αερίων ρύπων λόγω της λειτουργίας του έργου εκτιμάται ετησίως σε τόνους διοξειδίου του άνθρακα. 20

21 Βοηθά στην αποκέντρωση του ενεργειακού συστήματος μειώνοντας τις απώλειες μεταφοράς ενέργειας. Συμβάλλει σημαντικά στην τοπική κοινωνία στην οποία φέρνει νέες θέσεις εργασίας και έσοδα. Οι αρνητικές κοινωνικές επιδράσεις είναι κυρίως: Ο θόρυβος που παράγεται από την περιστροφή των πτερυγίων. Η υποβάθμισης της αισθητικής του τοπίου. Η επίδραση στις γεωργικές και κτηνοτροφικές δραστηριότητες. Οι επιπτώσεις στον πληθυσμό των πουλιών, κυρίως των μεταναστευτικών. 10. ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΥΛΙΚΩΝ ΚΑΙ ΕΡΓΑΛΕΙΩΝ ΚΟΣΤΟΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ Υλικά - Εργαλεία Για την κατασκευή του ανεμόμυλου χρησιμοποιήθηκαν τα παρακάτω υλικά: Η βάση στήριξης: κομμάτι ξύλου MDF διαστάσεων (60cm) X (30cm). Η βάση αυτή, κατάλληλα διαμορφωμένη, θα αποτελέσει τον περιβάλλοντα χώρο του ανεμόμυλου. Επάνω στη βάση τοποθετήθηκε μοκέτα-γκαζόν για να αναπαριστά όσο το δυνατόν περισσότερο το φυσικό τοπίο. Σκληρό χαρτόνι για την κατασκευή του ανεμόμυλου και του αποθηκευτικού χώρου για αλεύρι. Πέτρες για την εξωτερική διαμόρφωση του χώρου Φιγούρες αλόγου με καρότσα για μεταφορά των σιτηρών στο μύλο, κύκνου στη λίμνη που πρόκειται να αποξηρανθεί, δέντρου, αγελάδας και κολώνας ΔΕΗ για χρήση του μύλου για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Μπαταρία 9V, σποτάκι, φις, κλέμα και καλώδια για αναπαράσταση της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Ένα DVD το οποίο βάφτηκε για αναπαράσταση της λίμνης που πρόκειται να αποξηρανθεί. Χρώματα για βάψιμο διαφόρων μερών της μακέτας. Για την κατασκευή του ανεμόμυλου χρησιμοποιήθηκαν τα παρακάτω εργαλεία: 21

22 Καρφωτικό συνδετήρων Σφυρί Πινέλα βαψίματος Πιστόλι σιλικόνης Πριόνι Υπολογισμός του κόστους της κατασκευής Στον παρακάτω πίνακα δίνονται τα υλικά με το αντίστοιχο κόστος αυτών καθώς καιτο κόστος εργασίας. α/α ΥΛΙΚΑ/ΕΡΓΑΣΙΑ ΚΟΣΤΟΣ σε 1 Χαρτόνι 2 2 Μύλος από μπομπονιέρα 0 3 Ξύλινη βάση MDF 7 4 Μοκέτα 5 5 Μπαταρία 9V 4 6 Σποτάκι,φις, κλέμα και καλώδια 8,5 7 Θερμή Σιλικόνη 2 8 Διάφορες φιγούρες 2 ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ 30,5 22

23 11. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ-ΠΗΓΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΗΣΗΣ Εγκυκλοπαίδεια Υδρία-Cambridge- Ήλιος Διάφορες ιστοσελίδες του Διαδικτύου 23